2022년 12월 1일 아침, 비스타 X-62A(VISTA X-62A)라는 코드명의 변형된 F-16 전투기가 에드워드 공군 기지에서 이륙해 로스앤젤레스 북부 지역을 향해 약 60마일(약 96.5km)을 비행했다. 단기 비행 실험 도중 비스타 X-62A는 격렬한 공중전을 포함한 첨단 전투 작전 계획에 투입된 후 기지로 무사히 착륙했다. 미국 주요 조종사학교를 대상으로 한 사업에서는 평소와 같은 일처럼 들릴 수 있다. 혹은 영화 탑건: 매버릭(Top Gun: Maverick)의 장면 중 하나라고 생각할 수 있지만, 실제 비스타 X-62A는 전투기 조종사가 제어하지 않고 첨단 AI가 최초로 전략적 전투기를 비행한 사례이다.
비스타 X-62A는 12월 1일부터 16일까지 미국 국방성의 감독에 따라 진행된 시범 비행에서 자율 비행으로 누적 17시간 동안 비행에 성공했다. AI 비행의 획기적인 발전은 무인 공중 전투기 개발을 위해 미 공군이 주도한 계획 중 한 부분으로 진행됐다. 2019년 출범한 ‘스카이보그 프로그램(Skyborg program)’은 2023년 내내 시범 비행을 진행할 것이며, 연말이면 정상 작동 가능한 전투기 시제품을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.
미 공군 시험조종사학교(USAF Test Pilot School) 연구 국장 M. 크리스토퍼 코팅(M. Christopher Cotting)은 비스타 프로그램이 자율 비행 전투기 시제품 개발 성공을 위한 첫걸음이라고 설명했다. 코팅 국장은 “최신 자율 비행 시스템 개발과 함께 이를 테스트하는 데 초점을 맞추는 것과 결합하여 무인 플랫폼의 자율 비행 능력이 급속도로 발전하면서 전투 상황과 관련하여 전략적인 능력을 전달할 수 있을 것이다”라고 말했다.
우크라이나가 반자동화 드론을 사용한 가운데 미군은 2022년 11월, 첫 번째 자율 비행 전투기인 블랙호크(Black Hawk) 헬리콥터를 상공에 띄웠으며, 2020년 개발된 US U-2 감시 항공기의 AI 알고리즘 테스트에 성공했다. 이로 미루어 보아 자율 비행 전투기가 현대 전쟁의 다음 추세가 될 것이 분명하다. 하지만 AI는 어떤 방식으로 완벽하게 비행하며, 자율 비행이 육지에 남은 인간 전투기 조종사에게 의미하는 바는 무엇인가?
비스타 X-62A는 항상 시대를 앞서 나갔다. 1980년대 생산돼 F-16D 블록 30 피스 마블 Il(F-16D Block 30 Peace Marble Il)에 보관된 비스타 X-62A는 과거 NF-16D라는 이름으로 지정됐으며, 1990년대는 미 공군 시험조종사학교의 주기적 시뮬레이션 기계가 되었다. 다용도로 변경 가능한 훈련 수단은 공개 시스템 구성을 자랑하며, 비스타 X-62A는 중형 폭격기부터 초경량 전투기까지 다양한 항공기의 성능 특성을 모방할 수 있다.
[사진=Air Force]
비스타 X-62A는 2022년 자율 비행 테스트에 이어 록히드마틴(Lockheed Martin)의 스컹크 웍스(Skunk Works)를 통해 ‘MFA(model following algorithm)’와 ‘시뮬레이션 자율 제어 시스템(SACS)’ 형태의 필요성이 큰 업데이트를 받았다. 업데이트 사항은 군사 및 항공 기업 칼스판 코포레이션(Calspan Corporation)의 비스타 시뮬레이션 시스템과 결합하여 자율 비행과 AI 통합 강조를 수월하게 처리했다.
제너럴 다이내믹스(General Dynamics)의 엔터프라이스 전반 공개 시스템 아키텍처(E-OSA)로 ‘아인슈타인 박스(Einstein Box)’라는 이름으로도 알려진 엔터프라이스 미션 컴퓨터 버전 2(EMC2)를 실행하여 SACS 시스템은 각종 첨단 센서와 양쪽 조종석에 배치된 게탁(Getac) 디스플레이 세트와 다양한 수준의 보안 기능을 통합한다. 모두 AI 개발 속도가 빨라지는 상황에 따라 소프트웨어를 빠르게 업데이트할 수 있는 신속 프로토타입 형성 장점을 포함한 비스타 X-62A의 기능을 강화하는 요소이다.
2022년 12월 테스트 도중 AI 프로그램은 공군 연구소의 자율 비행 공중전투작전(AACO)과 미국 국방성 산하 고등연구계획국(DARPA) 공중 전투 발전(ACE) 시스템을 주입했다. AACO의 AI 에이전트는 시야 범위 바깥의 단 한 명의 적과의 전투에 집중했다. ACE는 비교적 가까운 곳에 있어, 시야 범위에 있는 시뮬레이션으로 모방한 적을 상대로 하는 공중전 작전에 집중했다.
비스타는 시범 비행 도중 조종석 뒤에 공인 비행사가 보조로 탑승하고, 동시에 AI 시스템으로 훈련받은 엔지니어가 조종석 앞좌석에 앉아 기술적 문제가 발생하는 즉시 처리해야 한다. 결과적으로 이 모든 문제는 사소한 문제가 되었다. DARPA 프로그램 관리자인 라이언 헤프론(Ryan Hefron) 중령은 각종 복잡한 정보를 처리할 수 없었으나 모든 문제는 가상 비행 훈련에서 실제 비행 상황으로 전환하는 과정에서 예상할 수 있었던 부분이라고 전했다. 모드 스카이보그 프로그램의 자율 비행 전투기 이착륙을 최대한 빨리 실현한다는 목표를 향한 중요한 단계가 되었다.
국방성은 AACO와 ACE 모두 인간 조종사 대체가 아닌 보조 목적으로 설계되었다는 점을 강조했다. 간혹 AI 공동 비행 시스템은 실제 전투 시 비행사용 지원 메커니즘 역할을 할 수 있다. AACO와 ACE 모두 초당 데이터 수백만 개를 자세히 분석할 능력이 있으며, 중요한 과정에서 전투기를 제어할 능력을 갖추었다는 점에서 생사 위협 상황에서 결정적인 역할을 할 수 있을 것이다. 인간의 명령 입력이 필요하지 않은 일상 임무 도중 항공기는 100% 자율 비행이 가능하며, 조종석에 인간 조종사를 배치하지 않아도 될 때는 노즈(nose) 부분을 교체할 수 있다.
코팅 국장은 “비행사를 AI로 대체하려는 것이 아니라 비행 조종 역량을 늘리면서 추가 수단을 제공하려는 것이다”라고 말했다. 이어서 자율 비행 전투기를 과거 전투 도중 말에 탑승한 군인과 비유하였다. 코팅 국장은 “말과 인간은 전투 도중 협력해야 했다. 말은 이동 경로를 훌륭하게 달리므로 인간은 출발지에서 목적지까지 제대로 도착할 것을 걱정할 필요가 없었다. 이 덕분에 말에 탑승한 인간의 뇌는 목적지 이동보다 더 중요한 문제를 생각할 여유가 있었다”라고 말했다. 첫 시범 비행 당시 조종석에 100시간 앉아 있던 이들은 AI 덕분에 총 1,000시간 동안 비행한 경험이 있는 고위급 관료와 같은 이점을 누릴 수 있다.
미 공군 시험조종사학교 최고 시범 비행사인 빌 그레이(Bill Gray)는 AI 통합이 인간 비행 조종 과정 수료생의 작업 범위를 넓힐 자연스러운 과정이라고 본다. 그레이는 “조종사가 엔지니어, 과학자와 AI 에이전트 훈련 및 비행 역량 확보 어려움을 논의할 때 일반적으로 새로운 문제처럼 다룬다. 전투기 비행 훈련을 받고 임의의 예측할 수 없는 상황에 대응할 수 있는 자연 지능 에이전트로 수십 년 동안 전투기 비행 경험을 쌓은 이들에게는 이해하기 어려운 부분이다. 개인적으로 AI 시스템을 훈련하여 훌륭한 비행 능력을 갖출 수 있는지 의문을 제기한다. 이는 실질적으로 인간을 훈련하여 훌륭한 조종사를 양성하는 이유와 인간과 같은 방식으로 AI 에이전트를 훈련하기 위해 필요한 문제를 질문하는 것과 같다고 본다”라는 견해를 전했다.
그레이는 AI가 모든 문제를 해결할 뛰어난 수단은 아니지만, 막대한 비용 손실을 초래할 문제를 예방하기 위한 안전 조치를 기본적으로 적용하는 등 균형을 갖춘 접근 방식을 개발해야 한다. 그레이는 AI에 지나치게 의존하는 ‘자율 비행 신뢰’가 위험하다고 확신하며, 테슬라가 오토파일럿 프로그램을 공개하면서 운전자는 운전석에서 보조 역할만 해도 된다고 강조한 사례를 지적했다. 코팅 국장도 그레이의 주장에 동의하며, 비스타의 AI 프로그램 실험 능력을 위험 감소 계획이라고 칭했다. 항공기 전체를 새로 설계하지 않고 비스타 X-62와 같은 기존 시스템에서 AI를 훈련하고, 자동화 수준을 제한하면서 필요에 따라 조종사가 안전 문제에 개입한다면 AI가 학습과 함께 항공기를 위험에 빠뜨릴 일은 없을 것이다.
미 공군의 자율 비행 기술은 빠른 속도로 발전했다. 코팅 국장의 설명에 따르면, 2022년 12월, ACE와 ACCO 시범 비행은 종종 몇 시간 이내로 끝났으며, 엔지니어는 비스타에 자율 비행 알고리즘을 단 몇 분 만에 적용했다. 안전 문제나 성능 문제는 없었다. 코팅 국장은 시범 비행 사례 중 아침 7시 30분에 신규 AI 시스템을 업로드한 뒤 오전 10시에 전투기 비행 준비를 마친 사례를 언급했다.
그레이는 “초음속 전투기에서 AI 연결 과정을 마칠 때 작전 결과가 더 뛰어났다. 충분히 이해할 수 있는 결과인 동시에 전혀 말이 안 된다고 생각할 정도로 매우 놀랍기도 했다. 안전 시스템 덕분에 프로그래머는 하루아침에 모델을 바꾸었으며, 다음 날 아침 실험에 참여할 수 있었다. 비행 제어 시스템 개발 부문에서는 전례 없는 일이다. 특히, 예측할 수 없는 AI 에이전트 실험에서는 선례를 찾아보기 힘든 일이다”라고 전했다.
AI 시스템을 이용한 전투기 비행 실험을 성공했으나 여전히 미 공군 시험조종사학교에서 AI 혁신을 강의 과정으로 제공하려면 시간이 걸릴 것으로 보인다. 코팅 국장은 AACO와 ACE 플랫폼 모두 새로운 플랫폼이므로 많은 학생이 비스타 조종석에 시범 탑승하기 전까지 이해해야 할 부분이 많다고 설명했다. 그는 “기본적으로 비행하고자 하는 항공기를 연결할 시스템을 구축한다”라고 말했다.
반면, 학생은 2023년 가을 중으로 각종 AI 시스템 설정에 노출된 상황에서 AI 비행 시스템 테스트 방법을 찾고 직접 테스트하는 과정을 아우르는 포괄적인 테스트를 받게 될 것이다.
코팅 국장은 포괄적인 군사 애플리케이션과 관련된 영역을 들여다볼 수는 없지만, AI가 군사 영역 전반에서 사용하는 이미지 인식 기술에 널리 채택되었다고 전했다. 아직 AI 기반 탱크 등장 조짐이 보이지는 않지만, AI 비행 전투기는 새로운 종류의 지능 기술이 대거 등장할 것으로 보인다.
** 위 기사는 와이어드UK(WIRED.co.uk)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)
![[사진=Air Force]](/news/photo/202303/4620_6078_213.jpg)
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